(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生野菜の屑、果実の屑を主体とする固形食品有機廃棄物を裁断する裁断工程と、
該裁断工程により細かくなった廃棄物片を１５０μm以下になるまで磨り潰して廃棄物ペーストを生成する摩砕工程と、
該摩砕工程により生成された廃棄物ペーストを管路を通しながら蒸気で連続加熱して８５℃以上１５０℃未満に加熱して、固液が分離し難いゾル状態の廃棄物成分含有液にする加熱工程と、
該ゾル状態の廃棄物成分含有液をオゾンで酸化分解するオゾン処理工程と、
該オゾン処理工程を経た汚水を微生物分解する活性汚泥処理工程と、
該活性汚泥処理工程から出た汚泥を脱水して汚泥ケーキを生成する脱水工程とを有することを特徴とする固形食品有機廃棄物処理方法。
【請求項２】
前記活性汚泥処理工程ではエアによる曝気が行われる、請求項１に記載の固形食品有機廃棄物処理方法。
【請求項３】
前記脱水工程が多重円盤型脱水機で行われる、請求項２に記載の固形食品有機廃棄物処理方法。
【請求項４】
前記オゾン処理工程が多段階で行われる、請求項２又は３に記載の固形食品有機廃棄物処理方法。
【請求項５】
前記オゾン処理工程に油脂含有排水が投入可能であり、該オゾン処理工程で油脂成分の酸化分解が行われる、請求項１に記載の固形食品有機廃棄物処理方法。
【請求項６】
前記オゾン処理工程にペースト状又はピューレ状の食品廃棄物が投入可能である、請求項１に記載の固形食品有機廃棄物処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固形食品有機廃棄物処理方法に関し、より詳しくは、食品加工工場で廃棄対象となる食品（食材を含む）、典型的には野菜、果実の農産物及びその加工品の処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンビニエンスストア、デパート、スーパーマーケットなどでは弁当などの調理済み食品や惣菜が販売されているが、その市場規模は年々拡大する傾向にある。これらの店舗に食品を提供する食品加工工場では、食品加工工程で発生する廃棄物、例えば野菜や果実の残滓の処理（典型的には生野菜の屑やリンゴの皮などの処理）が問題視されており、この種の廃棄物の減容化が大きな課題となっている。
【０００３】
特許文献１は、生ゴミ、食品廃棄物、家畜糞尿などの有機性廃棄物を可溶化する技術を開示している。特許文献１に記載の有機性廃棄物の可溶化方法は、ここに添付の図４に示すように、圧縮破砕機の中に有機性廃棄物を投入した後に高圧を瞬間的に加えることにより有機性廃棄物を圧縮し、そして排出孔を通じて廃棄物を細かい粒子状に破砕すると共に耐圧管を通じて可溶化槽の内部に送り込むというものである。
【０００４】
可溶化槽では、圧力状態を維持しつつ攪拌すると共に３０〜７０℃に加温して４〜８時間、この状態を維持することで可溶化槽の中の細かい粒子状の有機性廃棄物は圧力と温度との相乗効果によって可溶化し、可溶化した廃棄物は移送管を通じて発酵槽に送り込まれる。発酵槽では、嫌気性発酵、好気性発酵が行われる。特許文献１の表１によれば、可溶化槽の圧力及び温度によって変化するが、生ゴミの可溶化率は７５〜９０％と記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２２１５５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１は、屎尿、下水汚泥、農集汚泥、生ゴミ、食品廃棄物など広範囲の有機性廃棄物を対象とするものである。本願発明者らは、食品加工工場で発生する固形食品有機廃棄物に特化して、例えば果実、生野菜の残滓の効果的な処理を検討した結果、本発明を案出するに至ったものである。
【０００７】
本発明の目的は、食品加工工場で発生する野菜屑、果実屑を主体とする固形廃棄物の大幅な減容化を実現することのできる固形食品有機廃棄物処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の技術的課題は、本発明によれば、
生野菜の屑、果実の屑を主体とする固形食品有機廃棄物を裁断する裁断工程と、
該裁断工程により細かくなった廃棄物片を１５０μm以下になるまで磨り潰して廃棄物ペーストを生成する摩砕工程と、
該摩砕工程により生成された廃棄物ペーストを管路を通しながら蒸気で連続加熱して８５℃以上１５０℃未満に加熱して、固液が分離し難いゾル状態の廃棄物成分含有液にする加熱工程と、
該ゾル状態の廃棄物成分含有液をオゾンで酸化分解するオゾン処理工程と、
該オゾン処理工程を経た汚水を微生物分解する活性汚泥処理工程と、
該活性汚泥処理工程から出た汚泥を脱水して汚泥ケーキを生成する脱水工程とを有することを特徴とする固形食品有機廃棄物処理方法を提供することにより達成される。
【０００９】
本発明の固形食品有機廃棄物処理方法では、野菜屑、果実屑など裁断して細かくなった廃棄物片を磨り潰して廃棄物ペーストにすることで、固形廃棄物の細胞壁に損傷を与えることができ、そして、その後の加熱工程で廃棄物に含まれる成分を溶出させてゾル状態の廃棄物成分含有液にすると共に固形廃棄物の繊維組織を軟化させることで廃棄物成分が汚水から分離しない混合状態を生成することから、後のオゾン処理工程における廃棄物成分含有液の酸化分解及び次の微生物分解を促進することができ、これにより固形食品有機廃棄物を大幅に減容化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、添付の図面に基づいて本発明の好ましい実施例を説明する。
【００１１】
図１は、実施例の固形食品有機廃棄物処理方法の概要を示すフロー図である。食品加工工場で発生する固形食品有機廃棄物は図１に示すフローに従って処理される。食品加工工場で発生する廃棄物の典型例を列挙すれば以下のとおりである。
【００１２】
（１）生野菜の屑、例えばレタスの芯、レタスの外葉、キャベツの芯、キャベツの外葉、人参の皮、人参のヘタ、大根の皮、大根のヘタ、ブロッコリーの茎；
（２）果実の屑、例えばリンゴや梨の皮、スイカの皮、メロンの皮、ミカンなど柑橘類の薄皮や果実皮、バナナの皮、いちごのヘタ、マンゴーの皮；
（３）傷んだ野菜や果実；を挙げることができる。
【００１３】
固形食品有機廃棄物の処理は前処理と後処理とに区分することができる。前処理は、ブロッコリーの茎などを裁断して３〜５mmの大きさの細かな廃棄物片にする裁断工程S11と、裁断工程S11から出た細かな廃棄物片を１５０μmになるまで磨り潰してペースト状にする摩砕工程S12と、摩砕工程S12から出た廃棄物ペーストが高温（例えば１００℃）になるまで加熱殺菌する加熱工程S13とを含む。
【００１４】
次の後処理は、オゾンによって酸化分解するオゾン処理工程S21と、酸化分解した汚水を微生物分解する活性汚泥処理工程S22と、活性汚泥処理工程S22から出た汚泥を脱水して汚泥ケーキにする脱水工程S23とを含む。
【００１５】
野菜屑及び果実の屑で試験的に実施した結果、汚水に野菜や果実の残滓を混入した「残滓有り」のときと、汚水に野菜や果実の残滓を混入しない「残滓無し」のときとで脱水工程S23後の汚泥ケーキの発生量に変化は無く、したがって野菜や果実の残滓の処理に関しては実質的に１００％の減容化に成功したと言える。
【００１６】
前述した後処理工程は食用油を含む油脂含有排水の処理にも利用できる。換言すると、食用油を含む汚水処理のために設置したオゾン処理工程S21、活性汚泥処理工程S22、脱水工程S23の一連の工程の前に、上記の前処理工程を加えることで、油脂含有排水の処理施設を流用しつつ廃棄物処理を行うことができ、そして、固形食品有機廃棄物の大幅な減容化を実現することができる。
【００１７】
図２は、固形食品有機廃棄物の処理における前処理工程を構成する施設の概要を示す。野菜や果実の残滓などを含む固形有機廃棄物は裁断機１０によって裁断工程S11が実施される。裁断機１０は回転する切断刃を備え、コンベアによって運ばれて来る固形有機廃棄物を受け入れて、これを切断刃によって３〜５mmの細かな片になるまで裁断する。裁断機１０を出た細かな廃棄物片は、次の摩砕機１２に投入され、後の加熱工程において固形有機廃棄物に含まれる成分を溶出し易くし、さらに、後の微生物分解を促進するために廃棄物の細胞壁に損傷を加える摩砕機１２で廃棄物片が例えば１５０μm以下になるまで磨り潰されてペースト状となる。摩砕機１２の処理において水分が不足する場合には摩砕機１２に若干の水を供給しながら磨り潰すのがよい。
【００１８】
摩砕機１２から排出された廃棄物ペーストは、モノポンプ（図示せず）及び搬送用配管１４によって蒸気式連続加熱装置１６に圧送される。蒸気式連続加熱装置１６は、外筒１６ａの内部に複数の伝熱配管１６ｂを有し、そして外筒１６ａには蒸気が連続的に供給される。搬送用配管１４から圧力下で供給される廃棄物ペーストは伝熱配管１６ｂを通過する過程で例えば１００℃まで加熱される。１００℃の加熱により、廃棄物ペーストは、固形有機物廃棄物に含まれる成分、例えばペクチンが溶出して固液が分離し難いゾル状態の廃棄物成分含有液になると共に、後の微生物分解を阻害する雑菌を排除しつつ有機食品廃棄物の繊維組織を軟化させることができ、この加熱処理によって後の各処理槽での廃棄物成分の沈澱、腐敗を防ぐことができ、そして、酸化分解及び微生物分解を促進することができる。
【００１９】
加熱装置１６による廃棄物ペーストの加熱は、廃棄物ペーストから成分が溶出して廃棄物成分含有液がゾル状態になる温度以上であればよく、食品工場から一般的に出る固形廃棄物であれば８５℃以上、好ましくは９０℃以上、最も好ましくは９８℃以上であれば固液が分離し難いゾル状態にすることができる。廃棄物ペーストの温度の上限値としては、使用する蒸気によって高圧蒸気であれば局部的に１５０℃程度まで熱することも可能であるが、バックプレッシャーが必要となったり設備費も高価になってしまうため、廃棄物ペーストの沸点まで加熱するのがよく、概略的には約１００℃である。
【００２０】
蒸気式連続加熱装置１６を通過して約１００℃で加熱殺菌された後のゾル状態の廃棄物成分含有液はオゾン処理槽２０に供給される。オゾン処理槽２０は後処理工程の一部を構成するものであり、後処理工程は、他に、汚水処理槽２２、調整槽２４、曝気槽２６、沈殿槽２８、脱水機３０で概略構成されている。
【００２１】
オゾン処理槽２０は、廃棄物成分含有液以外に食品加工工場内の排水を受け入れる。ここに、排水には、廃棄対象となったトマトピューレ、ラズベリーピューレ、栗のペーストなどのペースト状、ピューレ状の廃棄物を含めてもよい。なお、この廃棄対象となったペースト状、ピューレ状の廃棄物は、前述した摩砕機１２に投入するようにしてもよいし、加熱装置１６に投入するようにしてもよい。
【００２２】
オゾン処理槽２０では、オゾン生成機で生成されたオゾンを含む圧縮エアが散気される。オゾン処理槽２０内の上記廃棄物成分含有液を含む汚水をオゾンで曝気することで汚水は酸化分解され、そして、ポンプで汲み上げられ第１配管３２を通じてスクリーン３４に供給され、このスクリーン３４を介して汚水処理槽２２に送り込まれる。
【００２３】
汚水処理槽２２には、また、油脂を含む汚水が供給される。汚水処理槽２２では、オゾン生成機で生成されたオゾンを含む圧縮エアが散気される。汚水処理槽２２でオゾンによる曝気を行うことで、汚水に混じった油脂成分の酸化分解及び廃棄物成分含有液の第二回目の酸化分解が行われる。油脂を含む汚水処理に限定したときに汚水処理槽２２は油脂分解槽と呼ぶことができる。汚水処理槽２２内の汚水はオゾン曝気によって油のネバネバした状態から流動性に富んだ状態に変化し且つ臭気も大幅に減少した状態となる。
【００２４】
汚水処理槽２２内の汚水は第２配管３６を通じて調整槽２４に送り込まれる。調整槽２４では、好ましくは、オゾンを含む圧縮エアが散気されて、この調整槽２４においてもオゾンによる第三回目の酸化分解が行われる。
【００２５】
調整槽２４内の汚水は、ポンプで汲み上げられて第３配管３８を通じて曝気槽２６に送り込まれる。曝気槽２６では圧縮エアによる曝気が行われ、この曝気槽２６で好気性微生物により汚水中の有機物が分解されて炭酸ガスと水になる。曝気槽２６内の汚水は第４配管４０を通じて沈殿槽２８に送り込まれ、この沈殿槽２８で分離された汚泥は第５配管４２を通じて脱水機３０に送り込まれる。他方、沈殿槽２８の上澄み液は、沈殿槽２８から取り出した後に塩素消毒などの殺菌消毒を行った後に下水に排出される。
【００２６】
ここでは、脱水機３０として多重円盤型脱水機が採用されている。この多重円盤型脱水機は、隣接する円盤の間のピッチが汚泥の移動方向に狭めてあるため、脱水機３０を通過する過程で汚泥が圧縮されながら脱水が行われて脱水機３０から汚泥ケーキが排出される。そして、この汚泥ケーキは堆肥として利用することができる。なお、多重円盤型脱水機は、処理対象となる汚泥の物性によって脱水効率が変化した場合に、微調整によって比較的容易に対応することができるという特性を有し、粘り気がある汚泥の脱水の場合に、ベルトプレスやスクリュープレス方式の脱水機に比べて脱水効率が低下しない。野菜、果実の残滓で試験的に実施した時に、その汚泥の物性が多重円盤型脱水機の特性にマッチし、良好な脱水効率を実現できることが確認できた。
【００２７】
上記の実施例によれば、例えばフライヤーから出た食用油脂含有排水を処理するための汚水処理槽２２、調整槽２４、曝気槽２６、沈殿槽２８、脱水機３０のシステムを流用して食品加工工場で発生する固形有機廃棄物を処理して減容化できるという利点を含む。
【００２８】
また、上述したように試験的に実施した野菜や果実の残滓を実質的に１００％減容化することができ、また、オゾンによる酸化分解と微生物分解を活用した処理であり、薬剤を使用していないため処理水の水質を悪化させることもない。更に、発生した野菜や果実の残滓を直ちに連続的に処理できるため、工場内に野菜や果実の残滓を貯蔵しておくスペースを必要とせず、省スペースであり且つ衛生的であるという利点がある。
【００２９】
また、実施例は、油脂廃棄物、ペースト状やピューレ状の廃棄物を含む食品加工工場で発生する廃棄物を包括的に処理できるという利点を有している。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施例の固形食品有機廃棄物処理方法の全体フローを示す図である。
【図２】実施例の固形食品有機廃棄物処理方法に含まれる前処理工程を構成する施設の概要を示す図である。
【図３】実施例の固形食品有機廃棄物処理方法に含まれる後処理工程を構成する施設の概要を示す図である。
【図４】従来例の概要を説明するためのフロー図である。
【符号の説明】
【００３１】
S11    裁断工程
S12    摩砕工程
S13    加熱工程
S21    オゾン処理工程
S22    活性汚泥処理工程
S23    脱水工程
１０    裁断機
１２    摩砕機
１６    蒸気式連続加熱装置
２０    オゾン処理槽
２２    汚水処理槽
２４    調整槽
２６    曝気槽
２８    沈殿槽
３０    脱水機
【図１】
0005325461.tif 000002
【図２】
0005325461.tif 000003
【図３】
0005325461.tif 000004
【図４】
0005325461.tif 000005